聚己二酸2-乙基-2-硝基丙二醇酯及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开一种发射药用含能钝感剂聚己二酸2‑乙基‑2‑硝基丙二醇酯及其制备方法和用途，聚己二酸2‑乙基‑2‑硝基丙二醇酯结构式如下所示：

Poly (2-ethyl-2-nitropropanediol) adipate and its preparation and Application

The invention discloses a 2 \u2011 ethyl \u2011 2 \u2011 nitropropylene glycol polyadipate, an energy-containing desensitizer for launching medicine, and a preparation method and use thereof. The structural formula of the 2 \u2011 ethyl \u2011 2 \u2011 nitropropylene glycol polyadipate is as follows:

【技术实现步骤摘要】
聚己二酸2-乙基-2-硝基丙二醇酯及其制备方法和用途
本专利技术属于含能材料
，特别涉及一种发射药用含能钝感剂聚己二酸2-乙基-2-硝基丙二醇酯及其制备方法和用途。
技术介绍
钝感剂是发射药用重要功能组分，其作用是渗入发射药表层形成一定薄层缓燃物质，以降低燃烧初期的气体生成速率，当缓燃层逐渐烧去时，气体生成速率逐渐增大，形成渐增性燃烧。目前常用的钝感剂为樟脑、二硝基甲苯(DNT)、甲基中定剂(C2)、乙基中定剂(C1)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二苯酯(DPP)等小分子化合物，其分子量较小，具有很强的扩散能力和迁移性，火药在长贮过程中性能会发生明显变化，显著降低了弹药的弹道性能，缩短了弹药使用的寿命。为了解决发射药中钝感剂迁移性大的问题，研究者渐渐把目光转移到了具有抗迁移性能的大分子聚合物钝感剂上。国家专利技术专利ZL201310562304.2《一种单基药用钝感剂及其制备方法》中公开了一种聚酯钝感剂，其分子量大，蒸汽压低，挥发性较小、扩散很慢，在长贮条件下具有较好的抗迁移性，可以保证发射药的正常使用寿命。但该聚酯钝感剂为惰性物质，存在能量水平低、弹药的内弹道性能损失等不足，影响发射药性能提升。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对现有惰性聚酯钝感剂能量水平低的缺点，提供一种能量较高、抗迁移性较好的大分子钝感剂及其制备方法。本专利技术的思路是依据具有侧链结构的聚酯类化合物抗迁移性好特点，利用含能化合物作为聚合单体，将含能基团引入大分子钝感剂的侧链中替代原有的惰性基团，解决惰性聚酯钝感剂能量水平低的问题，其用于发射药中不仅具有较好的抗迁移效果，还可起到提高爆热和弹丸初速的作用。本专利技术的聚己二酸2-乙基-2-硝基丙二醇酯，分子结构式如下所示：其中2≤n≤20，且n为整数。本专利技术的聚己二酸2-乙基-2-硝基丙二醇酯的制备方法，包括如下步骤：将己二酸和2-乙基-2-硝基丙二醇加入到甲苯中，再加入催化剂，升温至甲苯回流，进行酯化缩合反应，反应结束后，降温至30℃以下，用水洗涤反应液，减压蒸去甲苯，得到聚己二酸2-乙基-2-硝基丙二醇酯；其中，己二酸和2-乙基-2硝基丙二醇的摩尔比为1:0.8～1.25，反应温度为108～112℃，反应时间为4～12h；所述催化剂为对甲基苯磺酸或硫酸；本专利技术优选的聚己二酸和2-乙基-2-硝基丙二醇的制备方法，将摩尔比1:1.1的己二酸和2-乙基-2-硝基丙二醇加入到甲苯中，再加入对甲基苯磺酸，升温至甲苯回流，进行酯化缩合反应，反应8h。反应结束后，降温至30℃以下，用水洗涤反应液，减压蒸去甲苯，得到聚己二酸2-乙基-2-硝基丙二醇酯。本专利技术有益效果：(1)本专利技术的大分子钝感剂具有甲基和硝基的侧链结构，在发射药基体中扩散的位阻较大，所以其抗迁移性能较好。由于分子聚合度可调，还可以根据需要制备不同分子量的钝感剂。本专利技术的钝感剂分子量约为500～5000，在改性单基发射药中的扩散系数较小，抗迁移性能较好。本专利技术的大分子钝感剂20℃时扩散系数为1.9758×10-8m2/s～4.0573×10-8m2/s(28天)，现有技术聚酯钝感剂扩散系数为2.1416×10-8m2/s～5.2591×10-8m2/s(28天)，大分子钝感剂的扩散系数略小于惰性聚酯钝感剂，即抗迁移性能略高于惰性聚酯钝感剂。(2)应用本专利技术的大分子钝感剂制备出发射药试样，测试其初速为1083.2m/s，爆热为4629J/g，与惰性聚酯钝感剂相比，弹丸初速增加了2.9％，爆热增加了70J/g，提升了发射药的弹道性能。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。实施例1将己二酸(146g，1mol)和2-乙基-2-硝基丙二醇(163.9g，1.1mol)加入到300mL甲苯中，再加入3g对甲基苯磺酸，升温至甲苯回流，进行酯化缩合反应，反应8h。反应结束后，降温至30℃以下，用水洗涤反应液，减压蒸去甲苯，得到聚己二酸2-乙基-2-硝基丙二醇酯288.5g，收率为99.3％。结构鉴定：IR，νmax(cm-1)：2963(-CH2)，2880(-CH3)，1695(C＝O)，1546，1355(C-NO2)，1280(C-O)，735(-(CH2)4-)。性能：外观为黄褐色固体；数均分子量3025；分子量分布1.7132。实施例2将己二酸(146g，1mol)和2-乙基-2-硝基丙二醇(149g，1mol)加入到300mL甲苯中，再加入3g对甲基苯磺酸，升温至甲苯回流，进行酯化缩合反应，反应6h。反应结束后，降温至30℃以下，用水洗涤反应液，减压蒸去甲苯，得到聚己二酸2-乙基-2-硝基丙二醇酯285.9g，收率为98.4％。实施例3将己二酸(146g，1mol)和2-乙基-2-硝基丙二醇(134.1g，0.9mol)加入到300mL甲苯中，再加入3g对甲基苯磺酸，升温至甲苯回流，进行酯化缩合反应，反应5h。反应结束后，降温至30℃以下，用水洗涤反应液，减压蒸去甲苯，得到聚己二酸2-乙基-2-硝基丙二醇酯282.6g，收率为97.3％。实施例4将己二酸(146g，1mol)和2-乙基-2-硝基丙二醇(119.2g，0.8mol)加入到300mL甲苯中，再加入3g对甲基苯磺酸，升温至甲苯回流，进行酯化缩合反应，反应4h。反应结束后，降温至30℃以下，用水洗涤反应液，减压蒸去甲苯，得到聚己二酸2-乙基-2-硝基丙二醇酯278.3g，收率为95.8％。实施例5将己二酸(146g，1mol)和2-乙基-2-硝基丙二醇(178.8g，1.2mol)加入到300mL甲苯中，再加入3g对甲基苯磺酸，升温至甲苯回流，进行酯化缩合反应，反应10h。反应结束后，降温至30℃以下，用水洗涤反应液，减压蒸去甲苯，得到聚己二酸2-乙基-2-硝基丙二醇酯287.9g，收率为99.1％。实施例6将己二酸(146g，1mol)和2-乙基-2-硝基丙二醇(186.2g，1.25mol)加入到300mL甲苯中，再加入3g对甲基苯磺酸，升温至甲苯回流，进行酯化缩合反应，反应12h。反应结束后，降温至30℃以下，用水洗涤反应液，减压蒸去甲苯，得到聚己二酸2-乙基-2-硝基丙二醇酯285.7g，收率为98.3％。实施例7将己二酸(146g，1mol)和2-乙基-2-硝基丙二醇(163.9g，1.1mol)加入到300mL甲苯中，再加入3g硫酸，升温至甲苯回流，进行酯化缩合反应，反应8h。反应结束后，降温至30℃以下，用水洗涤反应液，减压蒸去甲苯，得到聚己二酸2-乙基-2-硝基丙二醇酯288.0g，收率为99.1％。实施例8将己二酸(146g，1mol)和2-乙基-2-硝基丙二醇(119.2g，0.8mol)加入到300mL甲苯中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.聚己二酸2-乙基-2-硝基丙二醇酯，其结构式如下所示：/n

【技术特征摘要】
1.聚己二酸2-乙基-2-硝基丙二醇酯，其结构式如下所示：



其中2≤n≤20，且n为整数。


2.权利要求1所述的聚己二酸2-乙基-2-硝基丙二醇酯的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：将己二酸和2-乙基-2-硝基丙二醇加入到甲苯中，再加入催化剂，升温至甲苯回流，进行酯化缩合反应，反应结束后...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈斌，汪营磊，高福磊，刘卫孝，潘永飞，赵宝东，
申请(专利权)人：西安近代化学研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61